KR100321878B1

KR100321878B1 - A moving magnet type brushless motor

Info

Publication number: KR100321878B1
Application number: KR1019990015256A
Authority: KR
Inventors: 조영준; 이강원; 강상수
Original assignee: 이종구; 한국생산기술연구원
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2002-01-26
Also published as: KR20000067447A

Abstract

본 발명은 자석 가동형 브러시 없는 모터(100)에 관한 것으로, 회전자(10)의 외측 원주를 동간격으로 등분하여 복수의 영구자석(11)이 부착되고, 적어도 회전자(10)보다 더 큰 지름을 가지는 동심의 원주에서 소정 구간을 제외한 일부 구간에 걸쳐 동간격으로 배열되는 복수의 슬롯(122)에 코일(123)이 권회된 아마츄어(121)가 고정자(120)를 이루도록 구성되어, 저 비용으로 다양한 용도에 부합할 수 있는 다양한 토크비의 모터가 설계·제작되는 이점이 있다.The present invention relates to a magnetically movable brushless motor (100), wherein a plurality of permanent magnets (11) are attached by dividing the outer circumference of the rotor (10) at equal intervals and at least larger than the rotor (10). In the concentric circumference having a diameter, the amateur 121 wound around the coil 123 is arranged in a plurality of slots 122 arranged at equal intervals over some sections except for a predetermined section, so as to form a stator 120. As a result, motors with various torque ratios can be designed and manufactured to meet various applications.

Description

A moving magnet type brushless motor

본 발명은 자석 가동형 브러시 없는 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전체 원주에서 소정 구간을 제외한 일부 구간에 걸쳐 동간격으로 배열되는 복수의 슬롯에 코일이 권회된 아마츄어가 고정자를 이루도록 하여, 제작단가는 절감되면서도 토오크 특성을 다양하게 제작할 수 있도록 한 자석 가동형 브러시 없는 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a magnet-operated brushless motor, and more particularly, an amateur coil is wound around a plurality of slots arranged at equal intervals over a portion of the entire circumference, except for a predetermined portion. It relates to a magnetically movable brushless motor that allows for the production of various torque characteristics while being reduced.

일반적으로 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 기계적 일을 수행하는 전기기계로서, 회전력을 피동축에 전달하여 기계장치에서 적절한 일을 수행하며, 특히 기계장치에 적절한 회전수와 토오크를 전달할 수 있어야 한다.In general, a motor is an electric machine that converts electrical energy into mechanical energy and performs mechanical work. The motor transmits rotational force to a driven shaft to perform proper work in a mechanical device, and in particular, must be able to transmit proper rotation speed and torque to the mechanical device. do.

이러한 모터의 종류는, 직류모터의 경우에 브러시의 유무에 따라 브러시 모터와 브러시 없는 모터로 나누어지는데, 브러시 없는 모터에서는 홀 센서가 브러시 있는 모터의 브러시 역할을 대행한다.This type of motor is divided into a brush motor and a brushless motor according to the presence or absence of a brush in the case of a DC motor. In the brushless motor, the Hall sensor acts as a brush of the brushed motor.

주로 상기 브러시 없는 모터는, 회전자에 영구자석을 부착하고 고정자는 코일을 여러 극으로 권선한 아마츄어로 구성되며, 이와 같이 회전자가 영구자석으로 이루어진 모터를 자석 가동형이라 일컫는다.The brushless motor mainly includes a permanent magnet attached to the rotor, and the stator is composed of an amateur coil wound by several poles. Thus, a motor including a permanent magnet is called a magnet movable type.

도 1은 종래 기술에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a magnet-operated brushless motor according to the prior art.

이에 나타낸 바와 같이 회전자(10)와 고정자(20)를 가지는 모터(1)는, 회전자(10)의 외측 원주를 동간격으로 등분하여 복수의 영구자석(11)이 부착되고, 내측의 원주를 동간격으로 등분하여 방사상으로 형성된 다수의 슬롯(22)에 코일(23)이 권회되어 이루어지는 원형의 아마츄어(21)가 고정자(20)를 이룬다.As shown therein, the motor 1 having the rotor 10 and the stator 20 divides the outer circumference of the rotor 10 evenly at equal intervals, and a plurality of permanent magnets 11 are attached to the inner circumference. The circular armature 21 formed by winding the coil 23 in a plurality of radially formed slots 22 by equally spaced intervals forms a stator 20.

이와 같이 구성된 브러시 없는 모터(1)는, 코일(23)에서 발생된 자기장과 영구자석(11)의 자기장에 의한 토오크 발생으로 회전자(10)가 구동되는데, 홀센서(도시 생략됨)를 통해 아마츄어(21)와 영구자석(11)의 자극 배치 관계를 감지하여 회전자(10)가 연속적으로 회전할 수 있도록 아마츄어(21)의 전류방향을 제어함으로써 회전자(10)를 구동시킨다.In the brushless motor 1 configured as described above, the rotor 10 is driven by the generation of torque by the magnetic field generated by the coil 23 and the magnetic field of the permanent magnet 11, and is provided through a hall sensor (not shown). The rotor 10 is driven by sensing the magnetic pole arrangement relationship between the armature 21 and the permanent magnet 11 and controlling the current direction of the armature 21 so that the rotor 10 can rotate continuously.

또한, 모터(1)의 설계시에는 회전자(10)의 반경을 가감함으로써 회전자(10)의 모멘트 팔 길이를 조정하는 방법과 코일(23)의 권선수 변경에 의한 방법으로 모터(1)의 토크 특성을 변화시켜서 해당 용도 및 특성에 적합한 규격으로 설계된다.In addition, when designing the motor 1, the method of adjusting the moment arm length of the rotor 10 by adding or subtracting the radius of the rotor 10 and changing the number of turns of the coil 23, the motor 1 By changing the torque characteristic of, it is designed to the standard suitable for the application and characteristic.

따라서, 토크가 큰 모터(1)를 설계할 경우에는 회전자(10)와 코일(23)의 권선수가 증가되므로 모터(1)의 크기는 비례적으로 커지게 된다.Therefore, when designing a motor 1 having a large torque, the number of turns of the rotor 10 and the coil 23 is increased, so that the size of the motor 1 is increased proportionally.

그러나, 종래 기술에 따른 모터에서는 아마츄어(21)의 원주상에 슬롯(22)이 전구간에 걸쳐 등간격으로 형성되고 코일(23)이 2상 또는 3상으로 권선되므로, 다양한 토크 규격을 가지는 모터를 생산하기 어려웠을 뿐만 아니라 생산 단가 및 무게가 증대되는 문제점이 있었다.However, in the motor according to the prior art, since the slots 22 are formed at equal intervals over the entire period of the armature 21 and the coils 23 are wound in two or three phases, motors having various torque specifications are used. Not only was it difficult to produce, there was a problem that the production cost and weight are increased.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안한 것으로서, 전체 원주에서 소정 구간을 제외한 일부 구간에 걸쳐 동간격으로 배열되는 복수의 슬롯에 코일이 권회된 아마츄어가 고정자를 이루도록 한 자석 가동형 브러시 없는 모터를 제공함으로써,The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above, the magnet movable type to make the stator coiled armature in a plurality of slots arranged at equal intervals over a portion of the entire circumference except a predetermined section By providing a brushless motor,

저 비용으로 다양한 용도에 부합할 수 있는 다양한 토크비의 모터를 설계·제작하는 데 그 목적이 있다.Its purpose is to design and manufacture motors with various torque ratios that can meet various applications at low cost.

도 1은 종래 기술에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터의 구조를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a magnetically movable brushless motor according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터의 구조를 나타낸 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of a magnet movable brushless motor according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : 모터 10 : 회전자100: motor 10: rotor

11 : 영구자석 120 : 고정자11: permanent magnet 120: stator

121,121' : 아마츄어 122,122' : 슬롯121,121 ': Amateur 122,122': Slot

123,123' : 코일123,123 ': coil

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터는, 영구자석이 부착된 회전자와, 슬롯에 코일이 권회된 아마츄어가 고정자를 이루는 자석 가동형 브러시 없는 모터에 있어서:Magnetically movable brushless motor according to the present invention for achieving this object is a magnetically movable brushless motor comprising a rotor with permanent magnets and an armature wound around a coil in a slot:

상기 고정자는 적어도 상기 회전자보다 더 큰 지름을 가지는 동심의 원주에서 소정 구간을 제외한 일부 구간에 걸쳐 동간격으로 배열된 복수의 상기 슬롯에 상기 코일이 권회된 것을 특징으로 한다.The stator is characterized in that the coil is wound in a plurality of the slots arranged at equal intervals over a portion of the concentric circumference having a diameter larger than the rotor at least a predetermined section.

선택적으로, 상기 슬롯이 배열된 일부 구간은 상기 회전자의 중심을 기준으로 하여 복수 구간이 방사상으로 위치되는 것을 특징으로 한다.In some embodiments, the plurality of sections are arranged radially with respect to the center of the rotor in some sections in which the slots are arranged.

본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.There may be a plurality of embodiments of the present invention. Hereinafter, the most preferred embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.This preferred embodiment allows for a better understanding of the objects, features and advantages of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터의 구조를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the structure of a magnet-operated brushless motor according to the present invention.

이에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 모터(100)는, 회전자(10)의 외측 원주를 동간격으로 등분하여 복수의 영구자석(11)이 부착되고, 적어도 회전자(10)보다 더 큰 지름을 가지는 동심의 원주에서 소정 구간을 제외한 일부 구간에 걸쳐 동간격으로 배열되는 복수의 슬롯(122)에 코일(123)이 권회된 아마츄어(121)가 고정자(120)를 이룬다.As shown therein, the motor 100 according to the present invention has a plurality of permanent magnets 11 attached to each other by dividing the outer circumference of the rotor 10 at equal intervals, and at least has a diameter larger than that of the rotor 10. The armature 121 in which the coil 123 is wound in a plurality of slots 122 arranged at the same intervals over some sections except for a predetermined section in the concentric circumference forms the stator 120.

또한, 슬롯(122)이 배열된 일부 구간은 회전자(10)의 중심을 기준으로 하여 복수 구간이 방사상으로 위치될 수도 있다. 즉 슬롯(122')에 코일(123')이 권회된 아마츄어(121')가 회전자(10)를 중심으로 아마츄어(121)와 대칭되게 형성된다.In addition, in some sections in which the slots 122 are arranged, a plurality of sections may be radially positioned based on the center of the rotor 10. That is, the armature 121 'in which the coil 123' is wound in the slot 122 'is formed symmetrically with the armature 121 around the rotor 10.

이와 같은 본 발명에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터(1)는, 단일의 아마츄어(121)를 회전자(10)의 영구자석(11)과 대응하게 배치하거나 또는 복수의 아마츄어(121)(121')를 회전자(10)를 중심으로 하여 방사상으로 대응하게 배치할 수 있는 것이다.In the magnet-operated brushless motor 1 according to the present invention, a single armature 121 is disposed to correspond to the permanent magnet 11 of the rotor 10 or a plurality of armatures 121 and 121 '. ) Can be arranged radially corresponding to the rotor (10).

즉 전체 원주에 슬롯을 설치하지 않고 소정 구간을 제외한 일부 구간에만 슬롯(122)(122')을 배치하므로, 슬롯(122)(122')의 수 및 코일(123)(123')의 권선수가 줄어들어 모터(100)의 제작에 소요되는 재료 및 제작비가 절감되며, 동일한 이유로 아마츄어(121)(121')의 구조가 간단해진다.That is, since slots 122 and 122 'are disposed only in some sections except predetermined sections without installing slots in the entire circumference, the number of slots 122 and 122' and the number of turns of coils 123 and 123 'are determined. By reducing the material and manufacturing cost required for the production of the motor 100 is reduced, for the same reason the structure of the amateur (121) (121 ') is simplified.

따라서, 본 발명에 의하면 토크가 큰 모터를 설계할 경우에, 회전자(10)의반경을 증가시키는 방법과 코일(123)(123')의 권선수를 증가시키는 방법 또는 분할된 아마츄어(121)(121')를 복수로 배치하는 방법으로 모터(100)의 토크를 증가시킬 수 있으므로, 다양한 규격 모델의 제품을 저가로 설계 및 제작 할 수 있다.Therefore, according to the present invention, when designing a motor having a large torque, a method of increasing the radius of the rotor 10 and a method of increasing the number of turns of the coils 123 and 123 'or the divided arm 121 Since the torque of the motor 100 can be increased by arranging a plurality of 121's, products of various standard models can be designed and manufactured at low cost.

상술한 바와 같이 본 발명은, 저 비용으로 모터의 토오크 특성을 다양하게 제작할 수 있으며, 그 구조가 단순화되어 제품의 무게가 감소되는 효과가 있다.As described above, the present invention can produce various torque characteristics of the motor at low cost, and the structure thereof is simplified to reduce the weight of the product.

Claims

In a magnet-driven brushless motor with a rotor with permanent magnets and an armature coiled armature in the slot:

The stator winds the armature by winding the coil into one or more slots arranged radially with respect to the center over an optional section by dividing the sections on a concentric circumference formed with a large diameter outside the outer diameter of the rotor. And a magnetically movable brushless motor.